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飼用酵母的營養特性及在飼料生產上的應用
摘 要： 我國是飼料生產大國，蛋白飼料供應遠遠不足，每年需要進口大量的魚粉和大豆以滿足需求。發展酵母單細胞蛋白產業，既可以充分利用我國糟渣資源，改善現有蛋白質原料的營養品質，又可以節省部分豆粕和魚粉的使用，從而滿足生產需求。開發生產酵母單細胞飼料被世界公認為是解決飼料蛋白質緊缺的重要途徑之一。本文主要介紹了採用生物技術生產的飼用酵母的營養特性及在養殖生產上的應用。
關鍵詞： 酵母；營養；飼料；生產
1 飼用酵母的營養特性
飼用酵母一般由酵母及其培養物構成，是一種利用農副產品下腳料或食品工業廢棄物經酵母菌發酵而製成的蛋白質飼料。國內外由微生物將澱粉質廢渣生物轉化為高蛋白質飼料的工藝線路有3種：（1）採用化學方法或酶法降解底物培養非澱粉水解酵母；（2）利用同化澱粉能力強的酵母單菌株發酵；（3）採用澱粉同化酵母與降解纖維素的里氏木霉或綠色木霉混種發酵。這3種生產工藝本質上是將底物中的澱粉和纖維素降解轉化為酵母高蛋白質飼料。
我國糟渣資源十分豐富，每年大約可生產糟渣6 000萬t（趙建國，2001）。表1為常見糟渣干粉飼料的化學成分，這類糟渣資源可以通過生物技術轉化為營養價值高的酵母蛋白質飼料，對於滿足社會需求，減少對豆粕、魚粉等常規蛋白質飼料的使用具有重要的意義。
將糟渣類產品經酵母細胞發酵處理后，蛋白質的含量明顯提高。白玉云等（2008）報道，發酵后，酵母飼料的蛋白質在43%～58%，主要為菌體蛋白，核酸6%～12%，賴氨酸含量較高，大約4.1%左右，並含有豐富的B族維生素，發酵產品有濃郁的香味，還含有未知生長因子，營養價值較高。白曉婷（2005）報道，飼用酵母粉中VB1 15～18mg/kg，VB2 54～68mg/kg，煙酸500～600mg/kg，氾酸130～160mg/kg，膽碱600mg/kg，生物素1.6～3.0mg/kg，葉酸3.4mg/kg。趙建國（2006）採用糖化酵母、綠色木霉和米曲霉為菌株，對非常規原料發酵處理后，發酵產物的B族維生素含量明顯提高，VB1是魚粉的34.6倍；VB2是魚粉的1.7～3.3倍，是豆粕的4.7倍；VB3是魚粉和豆粕的2.2倍；VB6是魚粉的5倍，是豆粕的3.3～4倍；VB11是魚粉的13.75倍，是豆粕的3.1～8.5倍。
2 酵母的作用機理
酵母類產品在單胃動物體內的作用主要集中在胃、十二指腸及小腸。目前的研究認為，酵母主要通過以下幾個途徑發揮作用：（1）酵母通過改善胃腸道環境和菌群結構，調控胃腸發酵，減少乳酸鹽的產生，提高pH值的穩定性，促進乳酸菌、纖維素菌為主體的有益菌群繁殖及活力的提高，增強有益菌的濃度。（2）酵母可作為活的細菌前體，進入胃腸道后繁殖使活力增加，抑制有害病原微生物的繁殖，參與病原微生物菌群的生存競爭，排斥病原菌在胃腸道黏膜的附着，協助機體消除毒素及其代謝產物，防止毒素的吸收，增強機體的免疫力和抗病力，對防治動物消化系統疾病起到保健作用。（3）酵母細胞在動物消化道內可以產生或胞體裂解后釋放各種消化酶，這些酶類可以有效的幫助動物消化腸道中的養分。（4）免疫調節作用。酵母細胞壁存留的甘露聚糖和β-葡聚糖等酵母多糖，具有明顯的免疫調節作用，可提高動物對外界不良因素的抵抗力，減少應激造成的損失。
3 應用
3.1 雞
王曉明等（2002）研究了飼料酵母與豆粕、魚粉的營養價值比較，經肉雞代謝試驗，飼料酵母中的賴氨酸、蛋氨酸和必需氨基酸的真消化率分別為87%、83.4%和85%；豆粕的賴氨酸、蛋氨酸和必需氨基酸的真消化率分別為83.5%、93.7%和88.9%；魚粉的賴氨酸、蛋氨酸和必需氨基酸的消化率分別為89.8%、91%和93.2%；酵母整體必需氨基酸消化率比豆粕低3.9%，比魚粉低8.2%；飼料酵母粗蛋白質真消化率為66.6%，高于豆粕真蛋白消化率42%。這表明，酵母整體氨基酸的消化率和蛋白質品質與豆粕基本相當，接近於魚粉的水平，在生產中可以替代部分豆粕和魚粉。申愛華等（2003）在蛋雞飼料用5%飼用酵母替代了5%豆粕，經過30d飼養試驗，結果表明，與對照組相比，酵母組產蛋率提高了3.28%，破蛋率降低了20.44%，飼料成本降低了2.5%。謝愛娣等（2006）在蛋雞日糧中添加了30%紅酵母蛋白飼料，結果表明，蛋黃中類胡蘿蔔素高達37.72μg/g，是對照組的2.15倍；平均產蛋率為90.83%，與對照組相比差異不顯着。孫亞楠等（2008）用酵母替代肉雞日糧中25%、50%、75%和100%的魚粉，經過42d飼養試驗，試驗結果表明，替代25%魚粉組42d體增重和料重比與對照組差異不顯着，耗料量降低了2.93%，替代75%魚粉組，體增重和料重比分別比對照組降低了3.12%和3.5%，差異不顯着。上述試驗表明，飼用酵母與豆粕具有相當的營養價值，其生產性能甚至由於純豆粕組。飼用酵母可以部分替代日糧中的魚粉，而對雞生產性能影響不大，且可以降低生產成本。
3.2 豬
對豬的營養研究表明，酵母或酵母培養物能增加豬采食量，提高生產速度，降低斷奶仔豬的腹瀉率，促進生長期豬對飼料的消化率。王學兵等（2008）用酵母粉替代斷奶仔豬日糧中25%、50%、75%和100%的進口魚粉，經過28d飼養試驗，25%和50%酵母組增重為10.88kg和10.65kg，對照組為10.63kg；25%和50%組料重比為1.36和1.39，低於對照組的1.48；與魚粉組相比，飼料成本降低了9.06%。從生產性能和飼料成本角度出發，飼料酵母可以替代日糧中25%～50%的魚粉。呂繼蓉等（2006）研究了在日糧中添加2.5%魚粉和2.5%酵母飼料對斷奶仔豬生產性能的影響，經過28d飼養試驗，與魚粉組相比，酵母組斷奶仔豬日增重提高了9.08%，日采食量提高了5.39%，料肉比降低了5.96%。鄒優敬等（2006）用5%酵母飼料替代生長豬日糧中3%魚粉和2%豆粕，經過28d飼養試驗，酵母組生長豬日增重為768g/d，料重比2.36；對照組日增重為793g/d，料重比為2.35，基本相當。該試驗表明，酵母可以適量替代日糧中魚粉和豆粕，而不影響生長豬的生產性能。上述試驗結果表明，作為發酵產物的酵母飼料可以替代豬料中部分魚粉，其原因為，飼料經酵母細胞發酵處理后，維生素、蛋白質、有益菌等含量明顯提高。
3.3 水產
魚粉因營養全面，各種營養成分均衡，適口性好，是水產動物主要的蛋白質源。飼料酵母含有豐富的蛋白質、B族維生素、脂肪、糖、酶等多種營養成分和某些未知的生長因子。研究表明，飼料酵母可以替代水產飼料中部分的魚粉作為水產飼料的蛋白源。李自金等（2009）研究了飼料中3%魚粉組和3%酵母組對草魚生產性能的影響，試驗結果表明，魚粉組增重率為317%，餌料係數1.55，魚飼料成本3.83元/kg；酵母組增重率為324%，餌料係數1.48，魚飼料成本3.4元/kg，這表明在草魚飼料中使用魚粉並不影響其生產性能，而且還可以降低生產成本。周貴譚（2003）研究了啤酒酵母替代部分魚粉對稚鱉生產性能的影響，酵母在稚鱉的添加比例為1.7%～34.4%，結果表明，酵母在稚鱉飼料中的添加比例為5.3%時，生長效果 。張梁等（2003）研究了飼料酵母替代部分魚粉對淡水白鯧生長的影響，考慮生產性能、成本等因素，在淡水白鯧中酵母的用量可以增加到17%，魚粉用量可以減少到10%。
4 飼用酵母的品質控制
飼料酵母在節省常規蛋白質飼料的使用，改善動物生產性能，降低飼料成本等方面發揮了巨大的作用。但由於市場上飼料酵母粉產品質量良莠不齊，因此，飼料廠在採購飼用酵母粉，應從以下幾個方面考慮：
4.1 細胞計數
評價飼用酵母最重要的一個指標是測定細胞總數和活細胞數。飼料酵母細胞總數越多，發酵越充分；活細胞數越多，細胞活性越大。酵母細胞總數和活細胞的簡易測定方法為，稱取飼料酵母5g于100mL燒杯中，加蒸餾水50mL，浸泡30min，用雙層紗布過濾，攪拌濾液，用移液管吸取1mL于量筒中，加稀硫酸1mL，再加蒸餾水稀釋至10mL，吸取稀釋液少許于血球計數板中，在顯微鏡下觀察計細胞總數。活細胞數的測定，用乾淨的玻璃棒蘸取濾液一滴，放在載玻片上，滴加美藍染色劑一滴，染色3min，在顯微鏡下觀察，染色者為死細胞，褪色者為活細胞。我國國家標準規定飼用酵母細胞數最少為150億個/g，但對活酵母細胞數沒有做出明確的規定。
4.2 溫水攪拌
通過溫水溶解和攪拌是判斷飼用酵母質量好坏的感官指標之一。發酵良好的飼料酵母放入水中攪拌后，易於懸浮並有大量的白色氣泡，泡沫消失速度較慢，而劣質飼料酵母粉放入溫水中攪拌，形成很少泡沫，並且泡沫消失迅速，或者無泡沫。同時劣質酵母放入水中有較多沉澱物或者有漂浮物。
4.3 碘反應
碘液與樣品中的澱粉反應呈藍色，由此可判定樣品中是否含有澱粉。我國國家標準規定，碘反應不得呈藍色。真正的純飼用酵母，碘反應顏色為無色的。如果碘反應呈藍色，表明該飼料酵母可能為非發酵飼用酵母粉，可能採用玉米蛋白粉加鋸末、稻糠加香味劑等生產的外觀、氣味類似的假酵母粉。同時可以通過檢測粗纖維的含量作進一步判定，我國國家標準規定飼用酵母的粗纖維含量為1.5%，如果粗纖維的含量明顯偏高，這就証明瞭飼用酵母中摻有植物性物質。
4.4 摻尿素
生產飼料酵母絕大多數採用固體發酵，尿素等可被酵母菌利用來合成菌體蛋白的非蛋白氮源，適量添加有利於發酵的進行，但生產廠家往往以提高粗蛋白質為目的而大量添加，使產品中殘留較多的未被酵母菌轉化的非蛋白氮物質，這樣的產品對單胃動物健康有害。稱取被檢飼用酵母2～3g加入250mL三角瓶中，加蒸餾水100mL，黃豆粉濾液20mL（5g生黃豆粉入100mL水中浸泡1h，過濾），加塞搖勻，置40～45℃水浴鍋內溫熱30min（溫度不宜超過45℃，否則脲酶失活）， 用鑷子取紅色石蕊試紙一條浸入該溶液中，若試紙變藍；表明被檢飼用酵母摻有尿素。
4.5 真蛋白和氨基酸
飼用酵母的粗蛋白質在40%～60%，飼料中有無機氮的存在，單純檢測粗蛋白質並不能判定飼料的營養價值，還應該檢測飼料的真蛋白。飼用酵母真蛋白在26%以上，如果真蛋白的含量過低，表明飼用酵母中可能摻有尿素等非蛋白氮，也可以通過測定氨基酸直接判定飼用酵母的質量。
4.6 沙門氏菌檢測
飼料酵母如果發酵技術不過關，基料在發酵前滅菌不徹底，很容易引起病原菌污染，這是國家飼料衛生標準不允許的，如果投入飼用將給養殖業造成損失，為了確保安全生產，必須重視此衛生指標。王玲等（2001）用生化反應培養基檢測幾個飼用酵母樣品中是否有沙門氏菌的存在，結果表明，有1個飼料酵母樣品中有沙門氏菌的存在。
5 前景
總之，優質飼用酵母在改善動物腸道健康，降低飼料成本、提高飼料轉化率等方面，發揮了巨大作用。在使用飼料酵母時，不僅僅考察粗蛋白質指標，還要考察細胞總數、活細胞數、真蛋白、維生素等多項指標，從而確定飼料酵母質量的優劣。隨着生產工藝的成熟和完善，飼用酵母將會在養殖生產中發揮更大的貢獻。
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